RFID中间件应用接口转换系统和方法.pdf

本发明涉及一种RFID中间件应用接口转换系统和方法，包括以下步骤：通过RFID中间件提供的Application Level Events接口读取ECReport标签报告；从读取到的标签报告抽取RFID标签信息；将RFID编码格式的标签信息转换为条形码编码格式的标签信息；将条形码编码格式的RFID标签信息传送到标签输入缓冲区；自动触发或人工触发将输入缓冲区的标签信息通过模拟键盘输入到应用系统的条形码输入接口。本发明的优点在于：本发明首先提出将RFID的ALE应用接口转换为键盘模拟输入接口，简化应用系统访问RFID中间件接口的难度，从而降低了RFID技术应用的难度，本发明的范围包括RFID中间件应用接口转换系统的系统结构和方法。

1、  一种RFID中间件应用接口转换方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1、通过RFID中间件提供的Application Level Events接口(ALE接口)读取ECReport标签报告；
步骤2、从读取到的标签报告抽取RFID标签信息；
步骤3、将RFID编码格式的标签信息转换为条形码编码格式的标签信息；
步骤4、将条形码编码格式的RFID标签信息传送到标签输入缓冲区；
步骤5、自动触发或人工触发将输入缓冲区的标签信息通过模拟键盘输入到应用系统的条形码输入接口。

2、  根据权利要求1所述的RFID中间件应用接口转换方法，其特征在于：所述步骤1具体为：
步骤101、向ALE接口发送ECSpec定义命令，定义生成报告的方法和生成报告格式；
步骤102、向ALE接口发送异步机制的subscribe(订阅)、poll(抽取)命令，或者发送同步机制的immediate(立即获取)命令，从中间件获取ECReport标签报告；
步骤103、将获取的标签报告放到一个先入先出的队列进行缓存。

3、  根据权利要求1所述的RFID中间件应用接口转换方法，其特征在于：所述步骤2具体为：
步骤201、从XML格式的标签报告中抽取RFID标签信息；
步骤202、将抽取到的RFID标签信息缓存到一个先入先出的队列进行缓存。

4、  根据权利要求1所述的RFID中间件应用接口转换方法，其特征在于：所述步骤5具体为：
步骤501、条形码编码格式的标签信息以列表方式存放在输入缓充区中；
步骤502、在手动触发方式下在缓冲区先选中要输入的标签信息；
步骤503、在手动触发方式下将选中的标签信息通过模拟键盘接口输入到应用程序的条形码输入接口；
步骤504、在自动触发方式下标签信息输入缓冲区的标签信息将通过模拟键盘接口输入到应用程序的条形码输入接口；
步骤505、调节标签信息的输入速度使其能与应用程序接收条形码信息的速度相匹配；
步骤506、结束。

5、  一种RFID中间件应用接口转换系统，其特征在于：主要包括，
(1)、RFID电子标签，电子标签附着在要识别的对象上，电子标签由耦合元件和芯片组成，含有存储对象信息的内存单元，并含有内置天线，用来与阅读器的射频天线进行通信，每个电子标签都有一个全球唯一的ID号码；
(2)RFID阅读器，与进入读写范围的RFID标签进行通信，读取或写入标签信息，信息缓存在RFID标签读写器中，RFID标签读写器在与RFID阅读器控制器通信中传送这些读到的标签信息；
(3)、RFID阅读器控制器，用于连接和管理RFID阅读器，阅读器控制器中含有它所要连接阅读器的驱动适配模块，把阅读器的接口和数据转化为标准接口和标准数据，并连接到RFID中间件中；
(4)、RFID中间件，RFID中间件处于阅读器控制器和上层应用之间，用于从RFID标签读写器控制器中收集读到的标签数据，对标签数据进行平滑过滤、数据校验、数据转换、数据计算、数据分组、数据聚合并且能暂存标签数据，RFID中间件用于为读写器管理，过滤处理数据，对数据进行局部存储，并把读到的标签数据组成格式化的报告传送到上层应用程序中；
(5)、RFID中间件应用接口转换系统，用于对RFID中间件的应用接口进行转换，将RFID中间件要传送给应用系统的标签数据进行编码转换，转换为标准键盘输入的条形码数据，通过客户端的条形码输入接口进行数据输入；
(6)、条形码应用系统，RFID中间件接口转换系统通过键盘接口将RFID标签数据作为条形码数据输入到条形码应用系统中。

RFID中间件应用接口转换系统和方法
技术领域
本发明属于RFID(射频识别)应用领域，主要是一种RFID中间件应用接口转换系统和方法。
背景技术
RFID(Radio Frequency Identification)即射频识别技术，是一种非接触式自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，因此可不受空间限制，更快速地进行物品追踪、资料交换、分类、统计、分析等、可广泛应用于物流、仓储、生产管理、商品零售管理、交通、医疗、国防领域。RFID中间件是介于前端读写器硬件模块与后端应用软件之间的重要环节，它是RFID应用部署运作的中枢。基于RFID中间件的应用接入系统架构包括三大部分：前端RFID设备、RFID中间件和后台的应用系统。FID中间件在应用中承上启下。前端RFID设备主要包括，
1)电子标签(Tag)：通常由电源单元、数据处理单元、通信接口单元和内置天线组成。
2)阅读器(Reader)：有时也被称为查询器、通讯器或称为读出装置，用以产生、发射无线电射频信号并接收由电子标签反射回的无线电射频信号，经处理后获取标签数据信息，可设计为手持式或固定式。
3)天线(Antenna)：在标签和阅读器间传递射频信号。
RFID中间件的主要作用是控制RFID读写设备按照预定的方式工作，保证不同读写设备之间配合协调。其次是按照定规则过滤数据，筛除绝大部分冗余数据，将真正有效的数据传送给应用系统。
RFID中间件逻辑结构包含三个部分。
Reader适配器：市场上有多种不同的RFID Readers，每一种都有其专有的接口。要使开发人员都能够了解不同的Reader接口是不现实的。Reader接口以及数据的访问和管理能力是各不相同的，所以应该使用中间件来屏蔽具体的Reader接口。Reader adapter层就是将专有的Reader接口封装成通用的抽象接口提供给应用开发人员。
事件管理器：RFID事件管理器(event manager)汇聚来自不同的数据源(比如阅读器)的读取数据，并且基于预先配置的应用层时间过滤器进行调整和过滤。然后将经过过滤的数据送到后端系统。
应用层接口(ALE)：应用层接口在RFID中间件的顶层。其主要目的在于提供一个标准机制来使应用注册和接受来自于一组阅读器的经过过滤的事件。还提供标准的API来配置、监控和管理RFID中间件以及它所控制的阅读器和感应器。
RFID中间件为应用程序和RFID标签提供统一的接口组件，使得当应用程序的需求发生很大改变时，不用更换RFID读写器，RFID中间件自适应建立应用程序和读写器之间的连接。
应用系统，例如物流、仓储、ERP等等则通过中间件提供的ALE接口获取标签数据。
目前RFID应用层接口存在的问题：在目前状况下，应用程序需要与RFID中间件交互读写RFID标签信息，而这涉及到应用程序接口的修改或重新设计、涉及接口数据格式的定义、接口通信协议的指定，同时还需要系统原开发者在技术上进行全面支持，并与拥有RFID中间件技术背景的开发者充分合作才能实现。而成熟的应用系统往往已经开发完成进入系统维护阶段，这些改动将会给成熟的系统带来很大变化，造成系统稳定性下降，从而给已经在生产运行的业务和系统带来巨大风险。因此从经济、技术、业务三方面考虑系统使用者大多不愿意做这样的改变，这就造成RFID技术推广困难，影响新技术在成熟业务系统中的实施应用。
发明内容
本发明目的是为了解决RFID技术应用难、RFID中间件接入难度高问题，而提供一种RFID中间件应用接口转换系统和方法，将RFID(射频识别)中间件的应用层接口(ApplicationLevel Events，简称ALE)转变为标准条形码键盘输入接口的转换系统和方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：本发明所述的这种RFID中间件应用接口转换方法，包括以下步骤：
步骤1、通过RFID中间件提供的Application Level Events接口(ALE接口)读取ECReport标签报告；
步骤2、从读取到的标签报告抽取RFID标签信息；
步骤3、将RFID编码格式的标签信息转换为条形码编码格式的标签信息；
步骤4、将条形码编码格式的RFID标签信息传送到标签输入缓冲区；
步骤5、自动触发或人工触发将输入缓冲区的标签信息通过模拟键盘输入到应用系统的条形码输入接口。
作为优选，所述步骤1具体为：
步骤101、向ALE接口发送ECSpec定义命令，定义生成报告的方法和生成报告格式；
步骤102、向ALE接口发送异步机制的subscribe(订阅)、poll(抽取)命令，或者发送同步机制的immediate(立即获取)命令，从中间件获取ECReport标签报告；
步骤103、将获取的标签报告放到一个先入先出的队列进行缓存。
作为优选，所述步骤2具体为：
步骤201、从XML格式的标签报告中抽取RFID标签信息；
步骤202、将抽取到的RFID标签信息缓存到一个先入先出的队列进行缓存。
作为优选，所述步骤5具体为：
步骤501、条形码编码格式的标签信息以列表方式存放在输入缓充区中；
步骤502、在手动触发方式下在缓冲区先选中要输入的标签信息；
步骤503、在手动触发方式下将选中的标签信息通过模拟键盘接口输入到应用程序的条形码输入接口；
步骤504、在自动触发方式下标签信息输入缓冲区的标签信息将通过模拟键盘接口输入到应用程序的条形码输入接口；
步骤505、调节标签信息的输入速度使其能与应用程序接收条形码信息的速度相匹配；
步骤506、结束。
本发明所述的这种RFID中间件应用接口转换系统，主要包括，
(1)、RFID电子标签，电子标签附着在要识别的对象上，电子标签由耦合元件和芯片组成，含有存储对象信息的内存单元，并含有内置天线，用来与阅读器的射频天线进行通信，每个电子标签都有一个全球唯一的ID号码；
(2)、RFID阅读器，与进入读写范围的RFID标签进行通信，读取或写入标签信息，信息缓存在RFID标签读写器中，RFID标签读写器在与RFID阅读器控制器通信中传送这些读到的标签信息；
(3)、RFID阅读器控制器，用于连接和管理RFID阅读器，阅读器控制器中含有它所要连接阅读器的驱动适配模块，把阅读器的接口和数据转化为标准接口和标准数据，并连接到RFID中间件中；RFID阅读器控制器可以对标签数据进行简单的过滤，可以对数据进行缓存；
(4)、RFID中间件，RFID中间件处于阅读器控制器和上层应用之间，用于从RFID标签读写器控制器中收集读到的标签数据，对标签数据进行平滑过滤、数据校验、数据转换、数据计算、数据分组、数据聚合并且能暂存标签数据，RFID中间件用于为读写器管理，过滤处理数据，对数据进行局部存储，并把读到的标签数据组成格式化的报告传送到上层应用程序中；
(5)、RFID中间件应用接口转换系统，这是本发明主体部分，用于对RFID中间件的应用接口进行转换，将RFID中间件要传送给应用系统的标签数据进行编码转换，转换为标准键盘输入的条形码数据，通过客户端的条形码输入接口进行数据输入，用户应用条形码的系统不需要做任何改动，即可将RFID标签数据转为条码数据输入。
(6)、条形码应用系统，RFID中间件接口转换系统通过键盘接口将RFID标签数据作为条形码数据输入到条形码应用系统中。应用系统可能是仓储管理系统、物流管理系统、生产管理系统、超市应用系统、ERP系统等。用户的条形码应用系统在转换成可以应用RFID技术的系统过程中，用户的应用系统不需要做任何改动。
本发明的优点在于：本发明首先提出将RFID的ALE应用接口转换为键盘模拟输入接口，简化应用系统访问RFID中间件接口的难度，从而降低了RFID技术应用的难度，本专利的范围包括RFID中间件应用接口转换系统的系统结构和方法。
附图说明
图1是射频电子标签接入系统网络结构示意图；
图2是RFID应用接口转换系统结构示意图；
图3是接口转换系统以异步方式从RFID中间件读取标签报告示意图；
图4是报告数据抽取功能示意图；
图5是RFID标签数据的编码转换功能示意图；
图6是RFID数据的模拟键盘自动输入功能示意图；
图7是RFID数据的模拟键盘手动输入功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但应理解这些实施例并不是限制本发明的范围，在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明作出改变和改进以使其适合不同的使用情况，条件和实施方案。
本发明的接口转换系统核心是将复杂的RFID中间件ALE接口转换为简单的软件模拟键盘条形码输入接口，从而降低RFID应用的难度，具体如下：
接口转换系统先根据设定的IP地址访问RFID中间件提供的ALE接口，在ALE的异步工作机制下，第步，接口转换系统向ALE接口发送ECSpec定义命令，告诉RFID中间件如何生成ECReport标签报告；第二步，接口转换系统向ALE接口发送subscribe(订阅)或poll(抽取)命令，RFID中间件按ECSpec定义的标签信息采集方式读取RFID标签信息，生成ECReport标签报告；第三步，RFID中间件将生成ECReport标签报告发送给接口转换系统；而在同步机制下第一步也是向ALE接口发送ECSpec定义命令，第二步则为接口转换系统向ALE接口发送immediate(立即获取)命令，RFID中间件按ECSpec定义的标签信息采集方式读取RFID标签信息，生成ECReport标签报告；第三步RFID中间件将生成ECReport标签报告发送给接口转换系统。
接口转换系统收到来自RFID中间件的标签报告后将其缓存在标签报告队列中，标签数据抽取模块按顺序从XML格式的标签报告中抽取标签数据列表放到标签数据队列缓存，标签转换模块按设置将标签数据队列中的RFID格式编码的标签信息转换为条形码编码的信息，该编码信息经标签数据传送模块传送到标签输入缓存模块，等待向应用系统输入条形码格式的编码信息。在手动键盘模拟输入模块的支持下，用户可以通过手工方式，(如选中输入缓冲区的数据，鼠标点击或键盘触发输入)将输入缓冲区编码输入到应用程序的条形码编码输入框中；在自动方式键盘模拟输入模块的支持下，输入缓冲区编码则自动输入到应用程序的条形码编码输入框中。可以调节标签信息的输入速度使其能与应用程序接收条形码信息的速度相匹配。
A.本发明的系统功能
1)RFID中间件ALE接口的标签报告读取功能
中间件提供符合接口规范(The Application Level Events Specification，)定义的格式的ALE接口(应用层事件接口)，本发明的应用接口转换系统根据设置的方式通过ALE接口从RFID中间件中读取RFID标签报告，读取分同步读取和异步读取方式。ALE报告为XML格式。
接口转换系统以异步方式从RFID中间件读取标签报告(附图3)：
接口转换系统先登录到RFID中间件系统，发送ALE支持的difine命令，告诉中间件系统如何生成ECReport，命令参数定义了阅读器列表、获取标签的周期、获取标签的方式、以及返回标签报告的数据格式。
定义成功后接口转换系统向中间件系统发送subscribe(订阅)或者poll(抽取)命令，告诉中间件系统其采集RFID标签数据的操作开始工作，中间件系统在接到命令后聚合所有读周期获取的标签信息，生成ECReport，发送给接口转换系统。
接口转换系统在收到包含标签数据的ECReport标签报告后先缓存到一个先入先出的队列中。
2)标签报告缓存功能
读取到的标签报告以先进先出的方式进行存入队列进行缓存，供报告抽取模块使用。
3)报告数据抽取功能
报告数据抽取功能将标签数据从标签报告中抽取出来形成标签列表(附图4)。
4)标签数据缓存功能
将抽取的标签数据以先进先出的队列方式进行保存。
5)RFID标签数据的编码转换功能
由于RFID标签编码与条形码存在编码差别，该模块根据配置将RFID的标签编码转换为条形码的编码方式(附图5)。
RFID的EPC编码是EAN.UCC在原有全球统一编码体系基础上提出的新一代的全球统一标识的编码体系，其编码结构式由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理者、对象分类、序列号)组成的一组数字，其中版本号标识EPC的版本号，它使得EPC随后的码段可以有不同的长度；域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息，目前，EPC代码有64位、96位和256位3种。
条形码的UPC编码为12位方式，第1位为由统一代码委员会定义的数字标识，第2-6位为生产厂家的标识号，第7-11位为厂家的产品代码，第12位为校验码。
编码转换模块根据配置将域名管理者的编码段通过查生产厂商编码对照表转换为条码的厂家标识号；查产品代码对照表将EPC编码的对象分类信息和序列号转换为条码的产品代码。
6)RFID数据的输入缓存功能
将转换好的条形码编码标签数据先送到输入缓充区进行缓存，等待向应用系统输入。
7)标签数据传送通信功能
将等待向应用系统输出的标签数据传送给键盘模拟输入模块，该功能只有在键盘模拟输入模块与其他模块不在客户端机器同时部署时才需要
8)RFID数据的模拟键盘自动输入功能
在输入开关打开后，模拟键盘输入模块自动通过键盘接口向应用系统输入接收到的标签数据，在输入时按照模拟键盘响应速度自动调节输入速度。(附图6)
9)RFID数据的模拟键盘手动输入功能
在输入开关打开后，模拟键盘输入模块以人工确认的方式通过键盘接口向应用系统输入在输入缓冲区缓存的的标签数据(附图7)。
10)RFID应用接口转换系统配置功能
系统配置功能设置需要从ALE接口读取来自那些阅读器的标签数据、设置以同步或异步方式读取、设置读取数据的周期和过滤方式、报告格式；设置读取的通信接口参数，如TCP/IP协议的IP地址和端口号。设置缓存数据的缓冲区大小，以及设计模拟键盘输入采用自动还是手动方式。
本专利的发明为RFID应用接口转换系统(附图1-16)，它应用于由RFID阅读器、RFID阅读器控制器(附图1-12)、RFID中间件(附图1-15)、RFID应用接口转换系统(附图1-16)、RFID应用系统构成的RFID企业应用接入网络，如附图1所示。
本专利发明的RFID应用接口转换系统由ALE标签报告读取模块(附图2-29)、ALE报告缓存模块(附图2-28)、ALE报告标签数据抽取模块(附图2-25)、标签数据缓存模块(附图2-26)、编码转换模块(附图2-27)、标签数据传送通信模块(附图2-24)、标签数据输入缓存模块(附图2-23)、键盘模拟自动输入模块(附图2-22)、键盘模拟手动输入模块(附图2-21)、系统配置模块(附图2-20)组成。
应用接口转换系统可以将键盘模拟输入模块(附图2-21、2-22、2-23)与其它部分分开布署，键盘模拟输入模块单独布署在应用程序的客户端所在计算机上；也可以将应用接口转换系统全部集中布署在应用程序客户端所在计算机上，这样可以省略其中的标签数据传送通信模块(附图2-24)。
RFID应用接口转换系统的实施要求已布署完成RFID阅读器、RFID阅读器器控制器、RFID中间件系统，并且要求RFID中间件提供(The Application Level EventsSpecification)规范定义的ALE接口，同时要求应用系统为使用条形码进行管理的系统，系统可以通过键盘接口接入的条形码扫描器读取条形码信息。
RFID应用接口转换系统通过RFID中间件ALE接口读取标签报告，从标签报告抽取标签信息，然后将RFID标签信息转换为条形码编码方式，送到输入缓冲队列，用户采用手动触发或自动触发方式通过模拟键盘接口向应用系统的条形码输入接口输入RFID的标签信息。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和形式变换，这些改进和形式变换也应视为本发明的保护范围。